Запись средствами информационно-коммуникационных технологий информации об объектах и о процессах окружающего мира

Сегодня на уроке мы вспомним, как осуществляются:

· запись звука;

· запись изображений;

· запись текстовой информации;

· запись музыки.

Как мы помним, графическая и звуковая информация могут быть представлены в аналоговой или дискретной форме. Разница этих двух форм в том, что при дискретном представлении физическая величина принимает конечное множество значений, и значения её изменяются скачкообразно, а при аналоговом представлении информации физическая величина принимает бесконечное множество значений, которые непрерывно изменяются во времени.

Чтобы обработать звук и изображение на компьютере, их необходимо представить

в цифровой, то есть дискретной форме. Преобразование непрерывных изображений и звука в набор дискретных закодированных значений называется дискретизацией.

Запись звука

Звук – это звуковая волна, у которой непрерывно меняются амплитуда и частота.

Частота сигнала определяет тон звука: чем она больше, тем тон звука выше. А амплитуда определяет громкость звука: чем она больше, тем звук громче.

Для дискретизации, то есть оцифровки, звука он разбивается на составляющие, каждой из которых присваивается числовой код. Звуковая карта компьютера (или видеоадаптер), а именно её аналого-цифровой преобразователь (АЦП), выполняет дискретизацию звукового сигнала.

Звуковая карта – это небольшая плата с набором микросхем со специальными разъёмами для подключения микрофона, динамиков, клавиатуры и других устройств. Звуковые карты предоставляют большие возможности работы со звуком, это могут быть запись звука с микрофона или конструирование сложных полифонических мелодий и так далее.

Запись звука выполняется через микрофон, который создаёт непрерывный электрический сигнал, а воспроизведение происходит через акустические колонки (динамики) или наушники, которые звучат также под действием непрерывного электрического сигнала. В результате происходит преобразование аналоговой формы представления звука в дискретную (такой процесс называется аналого-цифровым преобразованием (АЦП)) и обратное преобразование из дискретной формы в аналоговую (этот процесс называется цифро-аналоговым преобразованием (ЦАП)). Звуковая карта совмещает функции обоих преобразований.

Преобразователь АЦП через определённые интервалы времени (с определённой частотой) измеряет уровень звукового сигнала на входе и сохраняет эту числовую величину на диске. Последовательность этих чисел и составляет звуковой файл.

На качество преобразования звука влияет несколько условий:

· Частота дискретизации, то есть сколько раз в секунду будет измерен исходный сигнал.

· Разрядность дискретизации – количество битов, выделяемых для записи каждого результата измерений.

Таким образом, чем больше разрядность и частота дискретизации, тем точнее представляется звук в цифровой форме и тем больше размер файла, хранящего его.

Для работы со звуком на компьютере используют различные программы. С их помощью можно:

· записать звук;

· воспроизвести его;

· обработать звук, то есть наложить звуковые дорожки друг на друга, вырезать фрагменты, применить различные акустические эффекты, изменить тембр звучания, скорость воспроизведения и так далее.

Звуковые редакторы также позволяют изменить качество цифрового звука и объём звукового файла, изменяя частоту дискретизации и глубину кодирования. Оцифрованный звук можно сохранить в универсальном формате без сжатия – WAV или в формате со сжатием – МР3.

Так как звуковой файла может иметь большой размер, то было разработано много различных форматов, которые позволяют сохранить данные с меньшим размером.

Звуковые файлы, которые сжаты с потерей качества, называют lossy. К ним относятся файлы форматов MP3, OGG, WMA и другие. В lossy-форматах применяется не только сжатие, но и специальное кодирование звука, а именно выбрасывается часть информации, недоступная человеческому слуху, которую нельзя будет восстановить.

Звуковые файлы сжатые без потери качества называются loseless, например, файлы форматов WAV и FLAC. В некоторых таких файлах сжатие может быть обратимо.

Давайте вспомним одни из часто используемых форматов звуковых файлов:

WAVE (.wav) – это стандартный аудиоформат, который используется в основном на компьютерах с Windows. Файл обычно не сжат, но сжатие поддерживается. Файлы в этом формате имеют большой размер. Это зависит от частоты дискретизации, глубины звука, его продолжительности, моно- или стереозвука.

MPEG-3 (.mp3) – самый популярный формат звуковых файлов. Он чаще всего используется в файлообменных сетях для скачивания музыкальных произведений. Формат может проигрываться практически во всех популярных операционных системах, на большинстве портативных устройств для воспроизведения звука. В формате MP3 используется алгоритм сжатия с потерями, разработанный для того, чтобы существенно уменьшить размер данных, необходимых для воспроизведения записи. Но при прослушивании на качественной звуковой системе потеря качества звукового файла ощутима.

FLAC (.flac) – формат аудио файлов с минимальными потерями. Размер файлов вдвое меньше, чем у WAV. Его главный недостаток – отсутствие поддержки устройствами Apple.

MIDI (.mid) — это стандарт цифровой звукозаписи на формат обмена данными между электронными музыкальными инструментами. Эти файлы содержат не сам звук, а команды для его воспроизведения (звук синтезируется).

Real Audio (.ra, .ram) — это формат, разработанный для воспроизведения звука в Интернете в режиме реального времени. Файлы данного формата имеет не очень высокое качество записи, но небольшой размер, который достигается методами сжатия.

Запись изображений

К компьютеру можно подключить цифровые фотокамеры, видеокамеры (веб-камеры) и ТВ–тюнеры, чтобы получить фотоснимки и видеоизображение в цифровом (компьютерном) формате.

Цифровые фотоаппараты используют, чтобы получить высококачественные фотографии. Для их сохранения используют флеш-памяти или жёсткие диски маленького размера.

Подключив камеры к компьютеру, можно записать изображения на его жёсткий диск.

Чтобы просматривать телевизионные передачи на компьютере, необходимо установить в компьютер специальную плату (ТВ-тюнер) и подключить к её входу телевизионную антенну.

Веб-камеры используются для трансляции видео по компьютерным сетям.

Разработано много программ, которые предназначены для просмотра и организации изображений. Их ещё называют графические просмотрщики. Просмотрщики графических изображений – это тип программного обеспечения, предназначенного для просмотра изображений. Возможные дополнительные функции таких программ это: инструменты начального редактирования, конвертация между разными форматами, каталогизация и индексирование данных, слайд-шоу, воспроизведение видео- и аудиофайлов.

Они осуществляют просмотр, упорядочение и публикацию цифровых фотографий, конвертирование графических файлов из одного формата в другой и так далее. Наиболее развитые программы этого класса содержат ряд инструментов для обработки изображений, в том числе и пакетной.

Запись текстовой информации

Информация, выраженная с помощью естественных и формальных языков в письменной или печатной форме, называется текстовой.

Клавиатура и мышь применяются для ручного ввода текстовой информации.

Микрофон и соответствующими современные программы распознавания голоса используются для голосового ввода текстовой информации.

Для оптического ввода в компьютер и преобразования в электронную форму текстовые документы и изображения необходимо оцифровать.

Технологический процесс оцифровки, в результате которого создаётся графический образ бумажного документа, называется сканированием. Сканирование – это процесс, который позволяет получать копии текста/фотографии при помощи сканера в цифровом формате для того, чтобы вводить их в персональный компьютер.

К устройствам, способным к оцифровке изображений относятся:

· планшетный, листовой, слайдовый и барабанный сканеры;

· цифровые камеры;

· платы ввода видеоданных и другие.

В результате сканирования получается графический файл, который хранит растровое изображение исходного документа (состоящее из точек).

Большинство программ могут распознавать тексты на нескольких языках и с разным качеством печати. Самой распространённой из программ распознавания является FineReader. С помощью неё можно распознать тексты более чем со 180 языков. В данной программе открываются файлы многих графических форматов (TIFF, JPG, PFD, jpg, DjVu и другие). Также в ней встроена возможность распознавания изображений с цифровых аппаратов.

Давайте вспомним, как работать с программой FineReader.

Для начала её необходимо установить на компьютер.

Запускаем установщик.

Выбираем язык.

Принимаем условия лицензионного договора.

Выбираем режим установки. При обычной установке программа установит то, что задано по умолчанию: саму программу Finereader для распознавания текста, компонент для программ Microsoft Office и компонент для проводника Windows, который позволяет быстро распознавать изображения, не открывая отдельно программу. При выборочной установке вы сами устанавливаете нужные компоненты программы.

Не забудьте выбрать куда установить программу.

Если был выбран режим установки выборочный, то далее появится окно, в котором необходимо выбрать компоненты программы.

Компоненты «Интеграция с программами Microsoft Office и Проводником Windows». Если его выбрать, то он будет отображаться в меню Microsoft Office, также в контекстном меню появится пункт для быстрого распознавания с отправкой результатов в Word, Excel или PDF.

Другой компонент даёт возможность распознать текст с экрана компьютера. То есть можно сделать скриншот и распознать текст.

Далее следует выбрать некоторые параметры и продолжить установку программы.

Чтобы распознать текст в FineReader, открываем программу.

Нажимаем «Открыть».

Выбираем нужное изображение и нажимаем кнопку «Открыть».

Когда откроется файл, то программа начнёт распознавать текст. Чем больше документ, тем дольше будет длиться распознавание.

После того как текст распознается, необходимо сохранить результат в документ Microsoft Word, чтобы затем можно было его отредактировать. Для этого нажимаем кнопку «Сохранить» на верхней панели инструментов, после чего выбираем, в какую папку будет сохранён документ Word и под каким названием.

Если сканер подключён к компьютеру, то можно запустить сканирование прямо из программы, и после чего отсканированный документ сразу будет распознаваться. Для этого на верхней панели инструментов необходимо нажать на кнопку «Сканировать». Далее действия будут зависеть от программы-драйвера для принтера. Нужно только следовать указаниям мастера сканирования.

Запись музыки. Секвенсоры

Чтобы создать цифровую музыку можно записать звук с микрофона или линейного входа звуковой карты, используя компьютер как компактную студию звукозаписи.

Также можно записать музыку сразу в музыкальных программах (секвенсорах), переправляя в компьютер ноты с синтезатора или MIDI–клавиатуры.

Секвенсор – это программа для создания музыки или музыкальных фрагментов в виде нотных записей для инструментов и их объединения в трек. Трек (track) – это композиция, состоящая из набора звуковых дорожек.

Секвенсор также предоставляет возможность работать с аудиофрагментами. Для того чтобы написать музыку, необходимы или сэмплы – оцифрованные звуковые фрагменты, или MIDI-последовательности.

В каждом секвенсоре существует стандартный комплект музыкальных инструментов, а именно пианино, гитара, скрипка, ксилофон, духовые инструменты, синтезаторы, ударные и так далее.

В конце урока попробуйте ответить на следующие вопросы:

Что такое дискретизация?

Частота дискретизации – это количество битов, выделяемых для записи каждого результата измерений?

Что такое сканирование?

Как называется программа для создания музыки или музыкальных фрагментов в виде нотных записей для инструментов и их объединения в трек?

Внимательно посмотрев урок, вам не составит труда ответить на вопросы.